ANÁLISIS ESPECTRAL DE BANDA ESTRECHA

El programa Análisis espectral de banda estrecha está diseñado para el procesamiento espectral de banda estrecha de señales procedentes de los canales de entrada de módulos ADC (en tiempo real o en modo de visualización de implementaciones temporales grabadas), así como pata visualizar diferentes características espectrales de las señales.

El análisis espectral se utiliza para la separación de señales en componentes más simples en el campo de frecuencia. Este tipo de análisis se basa en el principio de descomposición de implementación temporal de la señal en el espectro de frecuencias con un paso uniforme por la frecuencia mediante la transformación de Fourier.

Con la ayuda del programa Análisis espectral de banda estrecha el usuario por la forma del espectro puede determinar la presencia en el canal de medición de señales de tono (componentes discretas) y componentes de ruido. La posibilidades de construcción de espectrogramas (en modo de 2 o 3 dimensiones) permite seguir la dinámica de procesos no estacionarios. Espectrograma es una presentación de espectro y tiempo de la señal calculados para intervalos iguales de tiempo. Construcción de secciones del espectrogramas por tiempo y por frecuencia permiten medir los parámetros de procesos no estacionarios.

Narrow-band spectrum - formula 1

Narrow-band-spectrum-Metallica-1-Spectrogram

Narrow-band-spectrum-Settings-window

Narrow-band spectrum - graph display options

La posibilidad de obtener espectros máximos y promedios y su comparación con el espectro especificado (la norma) permite determinar fácilmente la diferencia entre el nivel especificado y real de los espectros. Es necesario para la realización de diferentes tipos de  monitoreo de equipos, control de entrada/salida.

El análisis simultáneo espectral en diferentes rangos de frecuencia de la misma señal da la posibilidad de observar el espectro como en todo el rango de frecuencia (modo panorámico), y el análisis detallado en rangos de frecuencia seleccionados. Esto es necesario en caso de presencia en la señal de componentes discretas de alta frecuencia y baja frecuencia.

La alta resolución de la frecuencia (hasta 50 000 bandas) permite con alta precisión determinar la frecuencia de la señal estacionaria de tono; dividir varias componentes de frecuencia cercanas. Esta situación se observa con frecuencia mediante el análisis vibroacústico de diferentes mecanismos de accionamiento eléctrico. En los alrededores de 50 Hz, como regla, se observa varias componentes discretas relacionadas con orientación electromagnética, oscilaciones mecánicas, por ejemplo, relacionados con la rotación del motor eléctrico asincrónico. Como regla, todas estas fuentes se encuentran en la banda de no más de 0,5 Hz.

En el análisis de componentes de ruido el factor perturbador es la presencia de componentes discretas en el espectro. El programa tiene la opción Limpieza del espectro de componentes discretas. Esta función suprime todas las señales estacionarias de tono.

En el análisis vibroacústico normalmente se utilizan acelerómetros piezoeléctricos. Estos sensores dan la señal que es proporcional a la aceleración en el punto de fijación. Las normas de los niveles de vibración y su composición espectral a menudo se establecen por la velocidad de vibración. Para recibir la señal de velocidad de vibración hay que integrar la señal de aceleración de vibración por el tiempo. Para el equilibrio es importante obtener desplazamiento de vibración en el punto de fijación del sensor. El integral doble por el tiempo de la señal de aceleración de vibración permite recibir la señal de desplazamiento de vibración. Estas funciones adicionales de integración y diferenciación de la señal están implementadas en el programa.

Para medir el nivel de componentes discretas normalmente utilizan la medición de nivel del valor medio cuadrático en la banda del filtro. En este caso, el nivel de la componente discreta prácticamente no cambia de la banda de análisis. Para la medición del nivel de componentes de ruido, es necesario medir la densidad espectral de la potencia, que se establece en unidad de medición/√hz. Esto es necesario ya que la densidad espectral de potencia de ruido no depende de la banda de análisis. El programa Análisis espectral de banda estrecha permite calcular los espectros por el valor medio cuadrático, la densidad espectral de la potencia y valores de amplitud.

Si lo desea, el usuario puede configurar la visualización del gráfico en el programa Espectro de banda estrecha por su voluntad. Para abrir el panel de configuración de los parámetros del gráfico, se debe activar el botón derecho del “ratón” en la cuadrícula del gráfico.

Para la configuración el usuario dispone de:

  • configuración de la dimensión de la escala vertical y horizontal (uniforme, logarítmica, decibel/1/n octavas);
  • configuración de los parámetros de la cuadrícula;
  • configuración de parámetros de visualización – tipo de líneas, color del gráfico, el grosor de las líneas y etc.;
  • configuración del color de la cuadrícula y del tamaño del carácter;
  • adición de ventanas con sugerencias – una nota en el gráfico con referencia a un punto determinado con la posibilidad de añadir explicaciones.

PRINCIPALES FUNCIONES DEL PROGRAMA

  • medición de los niveles de la señal en las bandas espectrales estrechas. La cantidad de bandas puede ser igual al grado 2 (64, 128, 256, 512, 1024, 2048, …, 32768) o entero arbitrario (50, 100, 200, 500, …, 50 000);
  • rango dinámico del análisis espectral: 170 dB;
  • mediación de la señal analizada: de 0,01 a 1000 s;
  • tipos de mediación: lineal, exponencial;
  • uso de funciones de peso: rectangular, de Khan, Hamming, Blackman, Barlet;
  • integración/diferenciación de la señal;
  • procesamiento de señales por algoritmos: transformaciones de Fourier rápida y discreta;
  • tipo de presentación de la señal analizada: densidad espectral, potencia espectral, valor medio cuadrático y de amplitud;
  • posibilidad de utilizar el filtro de mediana para la limpieza del espectro de componentes discretas.
  • cálculo y visualización del espectro de la señal (transformación reversa de Fourier);
  • cálculo y visualización de la característica reentrante;
  • cálculo y visualización de espectrogramas en el modo de un mapa 2-dimensional topográfico con la visualización de niveles por colores y en modo de un mapa 3-dimensional;
  • cálculo y visualización de gráficos de los valores máximos y promedios por un intervalo especificado de tiempo;
  • la posibilidad de imposición del gráfico normalizado para la evaluación de características de procesos de transición.
  • análisis de armónicos;
  • registro y lectura de la configuración del programa para facilitar la realización de mediciones en los casos cuando se requiere la repetición de acciones;
  • corrección integrada de la característica de amplitud y frecuencia.

El rango de frecuencia de análisis en el programa de Espectro de banda estrecha para analizadores de espectro ZET 017-U

LA FRECUENCIA DE MUESTREO DEL EQUIPO
F, HZ
RANGO, HZ
RESOLUCIÓN DE FRECUENCIA, HZ
50 000 0…20 000 0…2 000 0…200 0…20 0…2
de 0,5 a 500 de 0,05 a 50 de 0,005 a 5 de 0,0005 a 0,5 de 0,00005 a 0,25
25 000 0…10 000 0…1 000 0…100 0…10 0…1
de 0,25 a 250 de 0,025 a 25 de 0,0025 a 2,5 de 0,00025 a 0,25 de 0,000025 a 0,025
5 000 0…2 000 0…200 0…20 0…2 0…0,2
de 0,05 a 50 de 0,005 a 5 de 0,0005 a 0,5 de 0,00005 a 0,05 de 0,000005 a 0,005
2 500 0…1000 0…100 0…10 0…1 0…0,1
de 0,25 a 25 de 0,025 a 2,5 de 0,0025 a 0,25 de 0,00025 a 0,025 de 0,000025 a 0,0025

El rango de frecuencia de análisis en el programa Espectro de banda estrecha para analizadores de espectro A19

LA FRECUENCIA DE MUESTREO DEL EQUIPO
F, HZ
RANGO, HZ
RESOLUCIÓN DE FRECUENCIA, HZ
250 000 0…100 000 0…10 000 0…1 000 0…100 0…10
de 2,5 a 2500 de 0,25 a 250 de 0,025 a 25 de 0,0025 a 2,5 de 0,00025 a 0,25
50 000 0…20 000 0…2 000 0…200 0…20 0…2
de 0,5 a 500 de 0,05 a 50 de 0,005 a 5 de 0,0005 a 0,5 de 0,00005 a 0,25
25 000 0…10 000 0…1 000 0…100 0…10 0…1
de 0,25 a 250 de 0,025 a 25 de 0,0025 a 2,5 de 0,00025 a 0,25 de 0,000025 a 0,025
5 000 0…2 000 0…200 0…20 0…2 0…0,2
de 0,05 a 50 de 0,005 a 5 de 0,0005 a 0,5 de 0,00005 a 0,05 de 0,000005 a 0,005
2 500 0…1000 0…100 0…10 0…1 0…0,1
de 0,25 a 25 de 0,025 a 2,5 de 0,0025 a 0,25 de 0,00025 a 0,025 de 0,000025 a 0,0025
500 0…200 0…20 0…2 0…0,2 0…0,02
de 0,005 a 5 de 0,0005 a 0,5 de 0,00005 a 0,05 de 0,000005 a 0,005 de 0,0000005 a 0,0005
250 0…100 0…10 0…1 0…0,1 0…0,01
de 0,0025 a 2,5 de 0,00025 a 0,25 de 0,000025 a 0,025 de 0,0000025 a 0,0025 de 0,00000025 a 0,00025

EQUIPOS APOYADOS

Los datos de entrada del programa Espectro de banda estrecha son los datos digitales del canal del servidor ZETLAB.

El programa Espectro de banda estrecha está incluído en la siguiente programación informática:

  • ZETLAB BASE – la programación informática suministrada con los módulos ADC/DAC;
  • ZETLAB ANALIZ – la programación informática suministrada con los analizadores de espectro,
  • ZETLAB VIBRO – programación informática suministrada con el sistema de gestión de equipos de vibración,
  • ZETLAB TENZO – la proragramación informática suministrada con estaciones de tensión,
  • ZETLAB SEISMO- la programación informática suministrada con estaciones sísmicas,
  • ZETLAB NOISE- programación informática suministrada con vibrometros- medidores de ruido,
  • ZETLAB SENSOR– programación informática suministrada con sensores digitales ZETSENSOR.

Espectro de banda estrecha forma parte del grupo de programas Análisis de señales